[发明专利]一种基于柔性工作点控制的低电压穿越控制方法

说明书

本发明公开了一种基于柔性工作点控制的低电压穿越控制方法，包括如下步骤：初始化信号量；按照指定的周期定时获取光伏当前输出电压和电流值，光伏逆变器交流侧电压和电流，直流母线电压，并根据正负序分离计算出系统并网点正序有功电压；将有功电压与预设的低电压故障判断电压进行比较，通过图形近似法快速估算出减载点工作电压，推导出故障期间光伏参考工作点位置，实现光伏输出功率快速减载；其次利用拟合出的光伏电流‑电压曲线估算光伏短路电流，通过Lambert‑W函数计算出最大功率点电压，实现光伏输出功率快速恢复。本发明提出的控制策略无需额外硬件设备，有较好的故障穿越能力和故障恢复效果，且经济性较好，有助于光伏并网发电技术的推广应用。

技术领域

本发明涉及光伏低电压穿越控制技术，具体涉及一种基于柔性工作点追踪的光伏低电压穿越控制方法。

背景技术

当电网发生低电压故障时，光伏并网系统的并网逆变器输出能力下降，光伏输出功率无法完全输送到网侧，由此产生的不平衡功率将对直流母线电容充电，严重时将导致设备损坏。因此，低电压穿越技术(LowVoltage Ride Through,LVRT)对光伏并网系统的稳定运行具有重要意义。

目前国内外学者针对光伏低电压穿越技术已开展大量研究。基于卸荷电路的低电压穿越控制策略在光伏并网系统的直流侧接入卸荷电路，消耗故障期间的不平衡功率，从而实现故障穿越。虽然该方案能够有效稳定直流母线电压，但需要安装额外的硬件电路以消耗不平衡功率，因此存在功率损失和结构复杂的问题。基于储能设备的低电压穿越控制为最大程度利用电网故障期间的不平衡功率，避免光伏功率损失，在并网系统接入储能设备实现电网故障期间系统的功率平衡,稳定直流母线电压。虽然储能设备能够储存电网故障期间的不平衡功率，但是其高昂的成本是该方案面临的主要问题。

除接入额外硬件设备实现并网系统低电压穿越外，针对光伏工作点控制的低成本低电压穿越控制策略也受到广泛关注。传统基于光伏工作点控制的低电压穿越控制算法通过对工作电压施加小扰动，观察功率值与一个参考功率值P_ref的绝对值差值|ΔP|，将功率绝对值减小的方向作为下一次扰动的方向，这样最终工作点会稳定在对该参考值的绝对值差值|ΔP|最小处。而当参考值的绝对值差值|ΔP|较大时，传统算法调节时间较长，仍可能导致母线电压上升。此外，目前基于光伏工作点控制的低电压穿越控制策略对于功率削减后光伏输出功率恢复的研究较少，通常采用常规扰动观察法追踪最大功率点，因此故障后光伏输出功率恢复较慢。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于柔性工作点追踪的光伏低电压穿越控制方法，能够提升并网系统故障恢复能力，并且解决了现有光伏并网发电系统低电压穿越控制存在的母线过电压问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种基于柔性工作点控制的低电压穿越控制方法，包括如下步骤：

S1：初始化信号量S，令S＝0；

S2：按照指定的周期定时获取光伏当前输出电压V_pv(k)和电流值I_pv(k)，光伏逆变器交流侧电压V_abc和电流I_abc，直流母线电压V_dc，并计算出系统并网点正序有功电压e_d,p；

S3：将e_d,p与预设的低电压故障判断电压0.9e_N进行比较：

如果e_d,p大于低电压故障判断电压，则根据信号量S判断最大功率点追踪方式，具体为：如果S＝0，采用扰动观察法追踪最大功率点，返回步骤S2；如果S＝1，则通过故障快速恢复控制实现光伏输出功率快速恢复；